水面波的几何结构及色散关系

水波是人们最熟悉的一种波，但分析起来却很复杂．一般教科书中极少讨论．本文运用较为简便的数学工具，分析水面波的几何结构并证明其完整的色散关系是ω２＝（ｇｋ＋Ｔ／ρｋ３）［１－ｅ－２ｋｈ／１＋ｅ－２ｋｈ］     

残余应力的超声横纵波检测方法

基于声弹性原理,研究板材厚度方向、螺栓轴向方向(以下简称z轴方向)宏观残余应力分布的超声无损检测方法。针对被测构件厚度不均匀对应力检测精度的影响非常大、检测原理繁杂不适合工程应用、拉伸实验中拉伸形变对应力系数测量精度的影响很大等问题,采取超声横波、纵波相结合的方法重新推导检测公式,并提出采用一发一收模式进行拉伸实验,通过对实验数据进行拟合,由公式计算出声弹性系数代替应力系数。然后结合插值、互相关等算法,采用VC++编制z轴方向残余应力超声检测软件并搭建检测系统。分别对性能为A2-70,4.8,8.8,长度依次为135 mm,100 mm,100mm的M20的螺栓进行拉伸实验,比对计算拉伸应力与检测拉伸应力,结果表明,该测量系统的绝对误差限为20 MPa,相对误差小于25%,且应力值较大时,相对误差有所减小,当应力值大于100 MPa时,相对误差小于5%,非常实用。     

普通物理教学中讲述声波问题的几点体会

声波这一概念在普通物理中是相当重要的．在多年的普通物理教学中我们发现，有的学生根本不知道声波可以在固体中传播，即使知道的学生也认为声波在固体内传播时一定是纵波．而地震波既有横波又有纵波，那么地震波和声波在本质上有什么区别吗?我们知道实际上地震波和声波本质是一样的，这样一来学生就弄不明白了。     

气流对水面的冲击效果

通过实验研究了在气流冲击下水面的凹陷情况,并通过理论计算予以解释.结果表明凹陷的体积和深度主要与气流速度、玻璃管内径和玻璃管底部到水面上的距离有关的结论.     

光格中玻色-爱因斯坦凝聚的自旋磁子和自旋波

研究了一维光格中旋量玻色—爱因斯坦凝聚体的自旋磁子和自旋波。求出了自旋磁子和自发磁化强度。用经典方法求得了均匀体系的自旋波和能级以及激光调制下的自旋波和能级。特别是在连续极限近似下,求得了马丢函数波及其能级。     

光格中玻色-爱因斯坦凝聚的自旋磁子和自旋波

研究了一维光格中旋量玻色—爱因斯坦凝聚体的自旋磁子和自旋波。求出了自旋磁子和自发磁化强度。用经典方法求得了均匀体系的自旋波和能级以及激光调制下的自旋波和能级。特别是在连续极限近似下,求得了马丢函数波及其能级。     

反向电流一定会相斥吗?——对楞次定律应用中一个问题的澄清

在一次楞次定律习题课中，有这样一个题目：如图1所示，光滑的水平桌面上放着两个完全相同的金属环a和b，当一条形磁铁的N极竖直向下迅速靠近两环时，则     

在速调管中空间电荷波对辐射波引起的电子束群聚的修正

 在相对论情况下,导出了速调管(klystron)和契伦柯夫(Cherenkov)器件中考虑空间电荷波影响的被调制电子束的谐波电流公式;并且分析了空间电荷波对电子束群聚的影响：在小信号时使群聚减小;在大信号时使群聚增强。     

在速调管中空间电荷波对辐射波引起的电子束群聚的修正

在相对论情况下,导出了速调管(klystron)和契伦柯夫(Cherenkov)器件中考虑空间电荷波影响的被调制电子束的谐波电流公式;并且分析了空间电荷波对电子束群聚的影响：在小信号时使群聚减小;在大信号时使群聚增强。     

光格中玻色-爱因斯坦凝聚的自旋磁子和自旋波北大核心CSCD

研究了一维光格中旋量玻色—爱因斯坦凝聚体的自旋磁子和自旋波.求出了自旋磁子和自发磁化强度.用经典方法求得了均匀体系的自旋波和能级以及激光调制下的自旋波和能级.特别是在连续极限近似下,求得了马丢函数波及其能级.     

弹性波由吸收圆柱的散射

研究了弹性纵波照射粘弹圆柱产生的稳态散射,导出了简洁的散射场解析表达式,数值计算了吸收和非吸收圆柱散射作的散射截面。结果表明,对高速圆柱散射体,散射截面随Ka增加是光滑振荡变化的,吸收圆柱和非吸收圆柱散射截面特征类似。对低速圆柱散射体,振荡变化的散射截面上叠加有一系列狭窄峰,散射圆柱和周围介质的对应速度差别越大,这种狭窄峰也越多,越靠近极值附近,这些狭窄峰越密,圆柱存在吸收衰减时将降低这些狭窄峰。当散射圆柱和周围介质对应的纵波速度和横波速度差别很小时,散射截面为非规则的小幅度的谐振。     

利用频率波数谱能量扩展差异的水面水下目标分辨

提出基于波数能量频域扩展特征的水面水下目标分辨方法,通过模态域波束形成计算频率波数谱,并根据环境信息建立目标深度与波数扩展差异间的映射关系,并以此作为判决模型实现目标深度辨识。仿真结果表明所提方法在目标方位预估不准时依然稳健。通过SWellEx-96数据和大连海域实测数据验证了本文所提方法的有效性,海上试验数据处理结果表明该方法在132 m水平阵纵向有效孔径、100～800 Hz处理频段条件下,初步具备了水面水下目标分辨能力,且水面目标波数扩展特征高出水下目标10°左右,两类目标差异明显。从声传播特性的角度,所提方法为解决目标深度辨识难题提供了新的思路。     

玻色凝聚的原子自旋链中的非线性自旋波

研究了囚禁在光晶格中的旋量玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)形成的原子自旋链中的相干非线性自旋波的激发与调制不稳定性.通过解析分析,得到了调制不稳定性的一般判据以及其对原子自旋的长程耦合的依赖关系.在蓝失谐和红失谐光晶格的情况下,分别具体分析了长程非线性自旋耦合,包括光诱导的和静磁诱导的偶极-偶极相互作用对相干自旋波调制不稳定性的影响.     

太阳辐照对静止水面稳态蒸发的影响

针对低风速下静止水面的蒸发过程,考虑水面与气流的对流传热传质、水体对太阳能辐射的容积内光谱吸收及内部传热,建立分析太阳辐照作用的水面稳态蒸发模型.采用控制容积法结合蒙特卡洛法和谱带模型数值求解水体内部、表面、气流之间的能量传递与质交换.分析空气湿度、温度、流速及正逆温差下,太阳辐照强度对于水面蒸发的影响.结果表明,太阳辐照强度对低风速下静止水面蒸发的影响很大.     

大尺度浅水波方程中相互调制的非线性波

基于一般的浅水波方程, 根据大尺度正压大气的特点, 得到无量纲的控制大尺度大气的动力学非线性方程组. 利用多尺度法, 由无量纲的动力学方程组导出了扰动位势的非线性控制方程. 采用椭圆方程构造该扰动位势控制方程的解, 获得了扰动位势和速度的多周期波与冲击波(爆炸波) 并存的解析解. 扰动位势的解表明经向和纬向具有不同周期和波长的周期波, 且都受纬向孤波的调制; 速度的解表明大尺度大气流动存在气旋和反气旋周期性分布的现象.关键词：浅水波方程大尺度正压大气解析解非线性波     

固体板中SH型板波的“共振”二次谐波发生

从理论上研究了固体板内SH型板波的“共振”二次谐波发生。结果表明,当固体板内SH型板波的相速等于板材介质的纵波声速时,二阶驱动波表现出沿固体板界面方向积累的性质。根据二阶应力边界条件,确定出了固体板内的二阶积累波。尽管本文不能完全确定出板内的二阶平面波,但文中求得的固体板内伴随SH型板波传播所发生的二阶积累波,仍是具有实际意义的。     

套管中模式波的响应特征

在固井质量评价中主要利用套管中模式波的幅度或衰减变化反映水泥的胶结状况,不同测井仪器在套管中激发的模式波的类型不同,研究套管中各模式波的传播特征和影响因素可充分挖掘测量数据的潜在应用价值。CBL和SBT等测井仪器在套管中主要激发拉伸波,类同于平板中的零阶对称Lamb波,水泥环封隔测井仪器的斜入射模式在套管中主要激发套管弯曲波,类同于平板中的零阶反对称Lamb波,垂直入射模式激发套管共振波,类同于平板中的高阶对称Lamb波。该文重点分析了这些模式波的衰减特征及其对微环的响应,套管弯曲波在套后耦合轻质水泥时对微环不敏感,但在套后耦合常规水泥或重水泥时,其衰减明显高于胶结良好的状况;拉伸波对微环的存在最为敏感;套管共振波对微环不敏感。     

斜入射激光支持燃烧波时纵波声场的指向性

利用理论推导及实验验证的方法研究了激光倾斜入射支持燃烧波时纵波声场的指向性。根据激光超声的产生机理, 在喷溅物质垂直作用于工件表面的前提条件下, 推导了椭圆形声源作用时远场质点的法向位移。获得了纵波声场的指向性函数, 分析了影响纵波声场指向性的因素, 并进行了实验验证。利用功率密度低于爆轰波点燃阈值的激光烧蚀工件, 使用峰值频率为5 MHz压电探头接收纵波, 进而获得纵波声场的指向性实验数据, 结果表明, 实验数据与理论数据能够较好地进行吻合。在光斑短轴长度恒定时, 与激光垂直入射相比, 各倾斜入射角度下纵波声场的声束轴线指向均保持不变, 并且指向性图形随倾斜角度的增加而变得细窄, 纵波声场的能量也更加集中。     

斜入射激光支持燃烧波时纵波声场的指向性

利用理论推导及实验验证的方法研究了激光倾斜入射支持燃烧波时纵波声场的指向性。根据激光超声的产生机理, 在喷溅物质垂直作用于工件表面的前提条件下, 推导了椭圆形声源作用时远场质点的法向位移。获得了纵波声场的指向性函数, 分析了影响纵波声场指向性的因素, 并进行了实验验证。利用功率密度低于爆轰波点燃阈值的激光烧蚀工件, 使用峰值频率为5 MHz压电探头接收纵波, 进而获得纵波声场的指向性实验数据, 结果表明, 实验数据与理论数据能够较好地进行吻合。在光斑短轴长度恒定时, 与激光垂直入射相比, 各倾斜入射角度下纵波声场的声束轴线指向均保持不变, 并且指向性图形随倾斜角度的增加而变得细窄, 纵波声场的能量也更加集中。     

铝板中Lamb波检测的实验研究

Lamb波在传播过程中具有频散及多模态特性,若相关参数选择不当,会导致在实际应用中信号相互叠加而无法识别。本文基于Lamb波的频散曲线是其频散方程实数解分布的特点,采用二分法绘制了铝板中Lamb波的频散曲线、波结构曲线和入射角曲线。根据曲线选择S0模态的Lamb波对1mm厚铝板中不同类型的缺陷进行检测。实验结果表明,S0模态的Lamb波对裂纹型缺陷和贯穿型缺陷十分敏感,但对于裂纹型缺陷,其幅值变化并不与缺陷大小成线性关系,并且S0模态Lamb波的声场指向性十分集中,在偏离声束轴线时无法检测到缺陷。